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Física nuclear

[Radiactividad] [Espectros atómicos. Espectros de rayos X] [Efecto fotoeléctrico. Dualidad onda - corpúsculo] [Unidades]

Número atómico Z Número de protones
Número másico A Número de protones y neutrones
Energía de enlace nuclear
Defecto de masa La masa de un núcleo en reposo es siempre menor que la suma de las masas de los nucleones aislados que lo componen.
Para un átomo de masa atómica m, número másico A y número atómico Z D m = Z mp + (A - Z) mn + Z me - m
Radiactividad
Los núcleos correspondientes a átomos con número atómico superior a 83 son muy inestables y pueden fragmentarse de manera espontánea en otros núcleos más ligeros.
El número de partículas N que se desintegran en un tiempo dt (velocidad con que se desintegra un cuerpo) es proporcional a número presente. d N / d t = - l N
N = No e-l t donde No es la cantidad inicial y l la constante de desintegración
Periodo de semidesintegración 
Tiempo necesario para que el número de átomos radiactivos de una muestra se reduzca a la mitad:
T = ln 2 / l
Actividad radiactiva de una muestra 
Número de desintegraciones por segundo: l N
Se mide en curies.
1 curie = 3.7 1010 desintegraciones / sg = 3.7 1010 Bq
Vida media
t = 1 / l
Reacciones nucleares
La suma de los números másicos y la suma de los números atómicos deben coincidir en ambos miembros de la ecuación. a + X ---> Y + b 
X (a, b) Y
donde X e Y son los núcleos pesados inicial y final, a el proyectil y b la partícula o núcleo emitido
Si libera energía, la reacción es exoenergética. Si absorbe energía, la reacción es endoenergética.
Emisión alfa (ley de Soddy) XZA = YZ-2A-4 + He24 + energía
Al perder un átomo de un cuerpo radiactivo una partícula a disminuye su masa atómica cuatro unidades y su número atómico dos; transformándose el elemento en otro situado dos lugares antes en la clasificación periódica.
Emisión beta (ley de Fajans) XZA = YZ+1A + He-10 + energía
Al perder un átomo de un cuerpo radiactivo una partícula b no se altera su masa atómica y su número atómico aumenta una unidad, transformándose el cuerpo en otro situado un lugar más avanzado en la clasificación periódica.
Algunas partículas: 
protón: p11 ; neutrón: no1
H11, H12, H13, He24, a24, b-10, g00
Fisión nuclear Un átomo relativamente pesado se descompone en otros más ligeros.
Fusión nuclear Se unen dos átomos para formar otro más pesado.
Espectros atómicos. Espectros de rayos X
Energía de un fotón E = h n = h c / l
Espectros n = R1 ( 1 / n12 - 1 / n22)
donde R1 es la constante de Rydberg R1 = 3.291 1015 Hz
1 / l = R2 ( 1 / n12 - 1 / n22)
donde R2 es la constante de Rydberg R2 = 1.097 107 m-1
Lyman 
n1 = 1, n2 = 2, 3, 4...
Balmer 
n1 = 2, n2 = 3, 4, 5...
Paschen 
n1 = 3, n2 = 4, 5, 6...
Brackett 
n1 = 4, n2 = 5, 6, 7...
Teoría de Bohr e2 / (4 p eo r2) = m v2 / r
r = h2 eo n2 / (m p e2)
Radio de Bohr
ao = h2 eo / (m p e2)
Efecto fotoeléctrico. Dualidad onda - corpúsculo
Efecto fotoeléctrico El = Ea + Ec
donde El = h n = h c / l es la energía de la luz incidente
Ea es la energía para arrancar los electrones del metal = trabajo de extracción
Ec es la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos
Potencial de detención (o de frenado): Ecmáx = e V
Velocidad de una partícula de masa m y carga q acelerada con un potencial V: v = [2 q V / m ]1/2
Relación de De Broglie l = h / p = h / (m v)
donde h = 6.6 10-34 J sg es la constante de Planck y p el momento lineal de la partícula
Unidades
Electronvoltio 1 eV = 1.6 10-19 J
Actividad radiactiva 1 Bq (becquerel) =  1 desintegración / sg
1 curio = curie (Ci) = 3.7 1010 Bq
Velocidad de la luz c = 3 . 108 m /sg
Página inicial: http://es.geocities.com/fisicas/
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© Los autores: Mari Paz Hortelano Gómez e Iñaki Carrascal Mozo ©
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